Всесоюзный научно-исследовательский и проектйыв институт по очистке технологических газов, сточных вод и использованию вторичных энергоресурсов предприятий черной металлургии (71) Заявитель (54) СПОСОБ ОЧИСТКИ КИСЛЫХ ЖЕЛЕЗОСОДЕРЖАЩИХ

СТОЧНЫХ ВОД И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ

КИСЛЫХ ЖЕЛЕЗОСОДБРЖАЩИХ СТОЧНЫХ ВОД

Изобретение относится к способам и устройствам переработки железосодержащих сточных вод и может быть использовано в черной металлургии и других отраслях промышленности.

Известен способ обработки сточных вод нагреванием и аэрацией, причем используют емкости, оборудованные системой распределения воздуха и пара, а нейтрализацию известковым"молоком ведут по определенному режиму С11.

Недостатком способа является невозможность ведения процесса аэрации с высокой интенсивностью из-за образования большого количества пены.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ очистки кислых железосодержащих сточных вод путем нейтрализации, нагрева и аэрации Г23 .

Известно устройство, включающее камеру с трубопроводами подачи реагента, исходных сточных вод, сжатого воздуха и пара и трубопроводы удаления воздуха и осадка 3Д, Однако такое устройство не препятствует интенсивному вспениванию сус» пензии: суспензия вместе с воздухом отводится сверху по трубе в следующий аппарат. Указанное устройство не

5 позволяет также регулировать температурный режим, так как не имеет приспособления для нагрева суспензни, образующейся в процессе нейтрализации, поэтому получение магнетита в

1п таком устройстве невозможно.

Целью изобретения является ускорение процесса получения уплотненного осадка.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу очистки кислых железосодержащих сточных вод путем нейтрализации, нагрева и аэрации, сточные воды предварительно обрабатывают газопенным продуктом аэрации.

В устройстве для очистки кислых железосодержащих сточных вод, включающем камеру с трубопроводами подачи реагента, исходных сточных вод, сжатого воздуха и пара и трубопроводы удаления воздуха и осадка, камера снабжена глухой перегородкой н распределителями, расположенными выше и ниже глухой перегородки, при этом верхний распределитель соединен с нижней частью камеры, а нижний вЂ” с верхней частью камеры.

920003

Верхняя часть камеры снабжена пластиной, установленной вертикально между распределителем и корпусом камеры.

Способ осуществляется следующим образом.

Исходные кислые железосодержащие сточные воды подвергают обработке газопенным продуктбм в емкости. При этом из сточной воды флотируются поверхностно-активные вещества (ПАВ) в виде пены и отводятся с воздушным потоком в другую емкость, где пена самопроизвольно разрушается. Обработанную исходную сточную воду периодически перемещают в емкость, куда также подают для нейтрализации известковое молоко до рН 8-9. Содержимое этой емкости нагревают острым паром до

60-70 С и аэрируют. При этом за счет присутствия в сточных водах ПАВ образуется пена, в состав которой входят продукты реакции (магнетит, гипс, частицы извести) . Вместе с воздухом пена и продукты реакции образуют газопенный продукт. Соприкасаясь с кислой исходной сточной водой, газопенный продукт разрушается. Твердая фаза частично растворяется, ПАВ переходят в рас-..вор, а воздух, проходя через слой сточной воды, флотирует 30

ПАВ, содержащиеся в исходной воде и перешедши» в раствор вместе с газопенным продуктом. Процесс аэрации ведут до окисления 1/2-2/3 железа общего, содержащегося в исходных сточных водах. Одновременно с окислением железа при 60-70 идет процесс образования магнетита из гидратов окиси и закиси железа. По окончании процес.са образования уплотнен- 40 ного осадка-магнетита аэрацию прекращают, готовый продукт выводят и направляют на обезвоживание, обработанную часть сточных вод перемещают, заполь.ив емкость свежей порцией сточных вод.

Пример 1. Для осуществления способа собирают лабораторную установку из двух колб и емкости для сбора. пены. Колбы закрывают пробками с двумя трубками, одну из которых опускают почти до дна, вторую опускают на 1 см ниже пробки. Для опыта,. берут отрабстанный раствор сос-ава, г/л: FeSO,, 250; Н SOr, 50; NaCL 30; ингибитор коррозии ИГ-В 1; пенообразователь "КБИ" 1,2. Один литр раствора нейтрализуют известковым моло-. ком до рН 8,91 и помещают в первую колбу емкостью 5 л. .Во вторую колбу помещают 1 л исходных сточных вод. бО

Колбу с суспензией нагревают на водяной бане до 60 <. и аэрируют со скоростью 4 л/мин. Через 10 мин пена заполняет весь свободный объем колбы и вместе со сжатым воздухом и твердыми продуктами реакции (загопенный продукт) поступает по короткой трубке во вторую колбу, В кислой сточной воде пена разрушается, но через 15 мин аэрации во второй колбе также начинает образовываться пена, которая по короткой трубке вместе с воздухогл поступает в стакан. Через 90 мин аэрации процесс получения уплотненного осадка заканчивается. Обций объем пены 0,5 л. Содержание твердого в ней 200 мг/л, Через 10 мин после прекращения аэрации пена разрушается.

П р и и е р 2., Раствор из второй колбы после обработки газопенным продуктом по примеру 1 переносят в первую колбу и нейтрализуют до рН 8,21 известковым молоком. Во вторую колбу заливают 1 л свежего травильного раствора. Колбы закрывают пробками с трубками, как в примере 1, первую колбу нагревают до 60 C и аэрируют со скоростью 8 л/мин. Через 20 мин аэрации пена заполняет весь свободный объем первой колбы и в виде газопенного продукта поступает во вторую колбу. Через 30 мин во второй колбе также появляется пена, заполнив весь свободный объем второй колбы, и вместе с потоком воздуха поступает в стакан. Через 60 мин процесс образования уплотненного осадка заканчивается. Объем пены в стакане О,= л, содержание твердого в пене 230 мг/л. Через 10 мин по прекращению аэрации пена разрушается.

Пример 3. Раствор из второй колбы после обработки газопенным продуктом, в соответствии с примерами 1 и 2 переносят в первую колбу и,нейтрализуют до рН 8,97 известковым молоком. Во вторую колбу помещают 1 л исходного травильного раствора (состав его тот же, что и в первых двух примерах) . Колбы закрывают пробками с трубками, как и в примерах 1 и 2, первую колбу нагревают на водяной бане до 60 С и аэрируют со скоростью 12 л/мин. Через

10 мин первая колба аполняется пеной, которая в виде газопенного продукта поступает во вторую колбу. Через 20 мин аэрации вторая колба также заполняется пеной, которая вместе с потоком воздуха поступает в стакан. Через 40 мин аэрации процесс образования уплотненного осадка заканчивается. Объем пены в стакане 0,5 л, содержание твердого в пене 210 мг/л.

Через 10 мин по прекращении аэрации пена разрушается.

Па чертеже представлено устройство, общий вид.

Устройство состоит из камеры 1, разделенной глухой перегородкой 2 на верхнюю и нижнюю части, которые сое920003 части камеры, отделен от общего объе!

25 ботанным транильным раствором, содер30 в

35 ней части камеры образуется уплотненный осадок-магнетит и газопенный про-40 дукт из-эа присутствия в сточной воде пенообразователя. Гаэопенный продукт по трубопроводу 4, оснаценному

Формула изобретения

65 динены между собой трубопроводами 3 и 4, заканчивающимися распределителями. В верхней части камеры расположены трубопровод 5 для подачи исходных сточных вод, также с распределителем, и трубопровод б для отвода пены и сжатого воздуха, оснаценный отбойником 7. Выход трубопровода 3, отводящего жидкость из верхней ма пластиной 8, не доходящей до глухой перегородки 2 и образующей со стенкой камеры карман. В нижней части камеры 1 над распределителем трубопровода 3 расположены трубопровод

9 с распределителем для ввода реагента, а также парораспределительные трубы 10 и воздухораспределительные трубы 11 для подачи острого пара и сжатого воздуха. Нижняя часть камеры

1 заканчивается трубопроводом 12 с задвижкой 13. Трубопровод 3 оснащен задвижкой 14.

Устройство работает следующим образом.

Перед началом работы устройства обе части камеры 1, разделенные глухой перегородкой 2, частично заполняют сточными водами, например отражащим серную кислоту, сульфат железа и пенообразонатель и поступающим устройство по трубопроводам 3 и 5.

Раствор н. нижней части камеры i нейтрализуют известковым молоком до рН 8-9, нагревают острым паром, подаваемым по трубам 10. Однонременно по трубам li подают сжатый воздух.

В результате нагрева и аэрации в нижраспределителем, поступает в верхнюю часть камеры 1, где контактирует с. исходной сточной водой. При этом в исходной воде частично растворяется твердая фаза, поступающая с гаэопенным продуктом, а из сточной воды флотируется часть IIAB. Сжатый воздух вместе с пеной отделяют от брызг отбойником 7 и выводят из устройства ° по трубопроводу б, так как выходное отверстие трубопровода 3 отделено от общего объема верхней части камеры пластиной 8, исключается попадание пены в нижнюю часть камеры. По окончании процесса образования плотного осадка-магнетита готовый продукт выводят из нижней части камеры 1, а сточную воду, обработанную газопенным продуктом в верхней части камеры 1, частично освобожденную от ПАВ, открыв задвижку 14, самотеком перепускают н нижнюю часть камеры 1 по трубопроводу 3, где она распределя45

60 ется по объему нижней части с помощью распределителя. Навстречу потоку сточной воды, обработанной гаэопенным продуктом в верхней части камеры 1, снова направляют по трубопроводу 9 известковое молоко, которое также распределяется по всему объему нижней части камеры. После нейтрализации содержимое нижней части камеры снова нагревают острым

InapoM, поступающим в устройство по парораспределительным трубам 10, и продувают сжатым воздухом, поступающим в устройство по воэдухораспре,делительным трубам 11.

В соотнетствии с предлагаемым способом гидрат закуси железа образовавшийся при нейтрализации сточных вод, превращается в кристаллический уплотненный осадко-магнетит, выводимый иэ устройства по трубопроводу 12, оснащенному задвижкой 13.

Предлагаемое устройство позволяет осуществлять способ периодически.

Длн осуществления непрерывного процесса получения уплотненного осадка целесообразно два или более устройства соединить по принципу каскада.

Способ и устройство длн его осуществления позволяют интенсифицировать процесс получения уплотненного осадка, продолжительность процесса образования уплотненного осадка сокращается более, чем в 4 раза. Способ позволяет сократить капитальные затраты на строительство очистных сооружений.

1. Способ очистки кислых желеэосодержащих сточных вод путем нейтрализации, нагрева и аэрации, о т л ич а ю щ и й.с я тем, что, с целью ускорения процесса получения уплотненного осадка, сточные воды предварительно обрабатывают газопенным продуктом аэрации.

2. Устройство для очистки кислых железосодержащих сточных вод, включающее камеру с трубопроводами подачи реагента, исходных сточных вод, сжатого ноэдуха и пара и трубопроводы удаления воздуха и осадка, о тл и ч а ю ц е е с я тем, что камера снабжена глухой перегородкой и распределителями, расположенными выле и ниже глухой перегородки, при этом верхний распределитель соединен с нижней частью камеры, а нижний с верхней частью камеры.

3. Устройство по п.2, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что верхняя часть камеры снабжена пластиной, установленной нертикально между распределителем и корпусом камеры.

92OOO3

-У

Составитель Ю.Федькушов

Редактор И.Митровка Техред М. Рейвес

Корректор М.Пожо

Ло писное

Заказ 2255720 Тираж 960 д

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

11.3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4. Исто --.ники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Левин Г.М., Пантелят Г.С., Вайнштейн И.A. и Супрун Ю.М. Защита водоемов от = àãðÿçíåíèé сточными во- 5 дами предприятий черной металлургии.

M.„ "Металлургия", 1978, с. 113-124.